Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Анализ водоснабжения города Заинска 8
1.2 Описание схемы электроснабжения ПНС-2 12
1.3 Особенности применения ЧРП на ПНС 15
Раздел 2. Конструкторская часть 20
2.1 Расчет электрических нагрузок насосной станции 21
2.2 Выбор трансформаторов собственных нужд 23
2.3 Расчет компенсирующих устройств 26
2.4 Расчет сечения питающих кабелей 27
2.5 Выбор отходящих линий РУ-6 кВ 28
2.6 Заземление насосной станции ПНС-2 32
2.7 Описание схемы электроснабжения ПНС-2 после реконструкции ... 35
Раздел 3. Технологическая часть 39
3.1 Расчет токов короткого замыкания 40
3.2 Выбор электрооборудования 46
3.3 Релейная защита секционного выключателя и АВР 52
Раздел 4. Спецвопрос. Освещение насосной станции ПНС-2 56
4.1 Общее освещение 57
4.1.1 Светотехнический расчет 57
4.1.2 Электротехнический расчет освещения 60
Заключение 64
Список литературы
Опыт эксплуатации систем водоснабжения и канализации городов свидетельствует о том, что если в водоканале нет оперативной информации о состоянии сети водопровода, объектов водоснабжения и канализации, то трудно ориентироваться в постоянно меняющейся ситуации с водопотреблением, велик риск «случайностей», часты отказы в работе оборудования, не поддающиеся объективному анализу. Решения в таких случаях принимает самый опытный рабочий участка - как правило, это слесарь. В таких случаях невозможно говорить о какой-то системности в работе и тем более об энергоэффективности.
В начале 1990-х появилась система контроля над основными объектами водоснабжения и водопотребления (крупные котельные и ЦТП), информация об основных параметрах по радиоканалу стала поступать на компьютер в диспетчерскую с периодичностью в полчаса с накоплением данных. Эта система постоянно расширяется, количество объектов увеличивается, объем информации растет, по мере развития средств электроники совершенствуется и способ передачи данных. Самой уязвимой оказалась водопроводная сеть - основные потери производства происходят именно на этом участке системы:
•перебои водоснабжения, зависящие от неравномерности водопотребления;
• перебои или внезапное прекращение подачи воды в результате частых аварий на водопроводных сетях;
• перебои водоснабжения в результате аварий на насосных станциях.
Гидравлический удар, повышенные и пониженные напоры, неисправные трубопроводы, плохое техническое состояние трубопроводов в целом, запорной арматуры, методы работы (чеканка соединений, заделка свинцом и цементом) столетней давности, высокая аварийность, несбалансированность зон действия насосных станций с сетью подачи и распределения воды - вот основная причина отказов.
Имея данные на компьютере диспетчера об основных параметрах насосных станций, топологии сети, характере абонентов и режимах водопотребления, можно определить, что оптимальнее - реконструировать сеть или изменить зону действия насосной станции, а также определить необходимые параметры насосной станции, сравнив их с существующими, т. е. принять технически обоснованные решения.
В городе Заинск введена муниципальная программа «Чистая вода - долгая жизнь». Программа «Чистая вода - долгая жизнь» направлена на повышение качества работы централизованных систем коммунального водоснабжения города Заинска, предоставление доступных услуг водоснабжения, обеспечивающих достойное качество жизни потребителям, создание условий для устойчивого развития города, снижение тарифов по оплате за воду. При этом преследуются следующие цели: первое-
обеспечение гарантированно безопасной питьевой водой горожан; второе, также важное - бесперебойное предоставление услуг водоснабжения потребителям; третье продиктовано современным подходом и рационально- хозяйственным решением - повышение энергетической эффективности объектов системы водоснабжения и внедрение политики энергосбережения в сфере водоснабжения. При решении данной программы ставятся следующие задачи: развитие системы водоснабжения на территории города с использованием подземных источников водоснабжения; строительство сетей и сооружений для водоснабжения микрорайонов города.
Целью выпускной квалификационной работы являлось повышение оперативности и качества обслуживания подкачивающей насосной станции ПНС-2 г. Заинска.
ПНС-2 - перекачивающая насосная станция 2 подъема подаёт воду потребителям из резервуаров чистой воды, которые позволяют регулировать подачу. Подача насосных станций 2 подъема в течение суток неравномерна. Ее по возможности приближают к графику водопотребления. При эксплуатации насосной станции П подъема в рабочем режиме работает два насоса, два насоса находятся в резерве.
По степени надежности электроснабжения данный объект относится к потребителям II категории.
Для электроснабжения потребителей ПНС-2 предусматривается встроенное распределительное устройство РУ- 6 кВ и РУ-0,4 кВ с АВР на стороне 6 и 0,4 кВ. Электроснабжение потребителей выполнено от двух разных секций сборочных шин 6 кВ от распределительной подстанции по двухлучевой схеме. Подкачивающая насосная станция запитывается от распределительной подстанции по двум кабельным линиям типа АПвПу2Г 3(1x185/70) длиной 1,5 км, проложенными в земле на глубине 0,7 м. Электроприёмники ПНС работают от сети 6 и 0,4 кВ. К основным потребителям относятся четыре перекачивающих насоса 6 кВ марки Д630/125а.
Для регулирования давления в трубопроводе на ПНС-2 используем частотно-регулируемый привод - ЧРП. Электродвигатели насосов мощностью 500 кВт. Режимы работы насосов летом и зимой различаются: зимой работает 2 насоса, летом - 4 насоса. Соответственно ЧРП подключаем на два электродвигателя.
В существующих условиях доля электрической энергии потребляемой электродвигателями достигает 70% от затрат на доставку воды потребителям. Внедрение ЧРП на насосные станции позволит существенно снизить потребляемую электроприводом электроэнергию. Также следует отметить технико-экономические показатели ЧРП, такие как: плавный пуск насосов (отсутствие гидравлических ударов в трубопроводе, снижение напора), высокая надежность работы насосных агрегатов, автоматизация и диспетчерское управление, полная электрическая защита электродвигателя, и т.д., что в отдельных случаях имеет особое значение по отношению к прямой экономии.
На напряжение 6 кВ принята одинарная секционированная вакуумным выключателем на две секции система сборных шин.
Н а напряжение 0,4 кВ устанавливается щит собственных нужд с АВР с двумя распределительными панелями, который питается от двух трансформаторов собственных нужд по двух лучевой схеме.
Распределительное устройство 6 кВ комплектуется ячейками КРУ-6 У3.1 с вакуумными выключателями во вводных шкафах, в секционном и на отходящих линиях. Все вакуумные выключатели на выкатных тележках для удобства их обслуживания.
К каждой секции РУ-6 кВ присоединяются одна питающая и три отходящих линии, трансформатор напряжения и силовой трансформатор собственных нужд. Питание электродвигателей насосных агрегатов осуществляется от станции ЧРП и напрямую от РУ-6 кВ.
Для электроснабжения приёмников 0,4 кВ устанавливаются два трансформатора собственных нужд типа ТСЗ-63-6/0,4 и распределительное устройство 0,4 кВ. В качестве РУ-0,4 кВ применяем щит собственных нужд ЩСН с АВР и двумя распределительными панелями с автоматическими выключателями на отходящих линиях. Для компенсации реактивной мощности потребляемой асинхронными высоковольтными электродвигателями насосов на каждой секции РУ-6 кВ устанавливаем компенсирующие устройства с регулируемой мощностью нагрузки типа УКРП 57-6,3-450-50 У3, мощностью 450 кВАр и с минимальной ступенью регулирования 50 кВАр.
В работе выполнен расчет заземления насосной станции по контуру с помощью 13 вертикальных электродов и горизонтальной полосы 40х5 мм. Заземляющее устройство ПНС принято общим для оборудования напряжением 6 и 0,4 кВ, и не превышает 4 Ом. Принят тип заземления системы TN-S, тип системы токоведущих проводников 0,4 кв для трехфазных электроприёмников - 4-х жильная, для однофазных - 3-х жильная.
В РУ-6 кВ в качестве устройств РЗиА применяются микропроцессорные терминалы «Сириус». Схемы электрических соединений предусматривают работу оборудования на постоянном оперативном токе. Для питания оперативных цепей освещения и обогрева ячеек РУ-6, а также и блока управления компенсирующими устройствами используется переменный оперативный ток. Для учета активной и реактивной энергии на вводных ячейках устанавливаем электронные счетчики энергии типа «Меркурий 230».
Контроль качества энергии будет выполняться измерительными приборами в РУ-6 кВ на питающих и отходящих к электродвигателям и трансформаторам линиях.
В качестве спецвопроса выполнено освещение помещений насосной станции энергосберегающими светильниками.
На ПНС-2 выполняем общую систему освещения, состоящую из рабочего освещения, эвакуационного, электроосвещение безопасности и охранного. Рабочее освещение машинного зала и наружное освещение разделено на две независимые группы, запитанные с разных секций шин РУ- 0,4 кВ. Наружное освещение и электроосвещение машинного зала выполнено светильниками UMA-400 с металлогалогенновыми лампами и помещение ЧРП светильниками LZ -128 с люминесцентными лампами.
В машинном зале для предотвращения стробоскопического эффекта применена трехфазная система освещения с равномерным чередованием фаз.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
